Kim phun - nó là gì? Nó hoạt động như thế nào và nó dùng để làm gì
Điều khoản tự động,  bài viết,  Thiết bị xe

Kim phun - nó là gì? Nó hoạt động như thế nào và nó dùng để làm gì

26.05.2022 /

Trong thế giới ô tô, có hai hệ thống nhiên liệu được sử dụng trong động cơ đốt trong. Đầu tiên là bộ chế hòa khí, và thứ hai là phun. Nếu trước đây tất cả các xe ô tô đều được trang bị bộ chế hòa khí (và sức mạnh của động cơ đốt trong cũng phụ thuộc vào số lượng của chúng) thì ở các thế hệ xe mới nhất của hầu hết các hãng xe đều sử dụng kim phun.

Chúng ta hãy xem xét hệ thống này khác với hệ thống chế hòa khí như thế nào, các loại kim phun là gì, và cũng có những ưu điểm và nhược điểm của nó.

Kim phun là gì?

Kim phun là một hệ thống cơ điện trên ô tô có liên quan đến việc hình thành hỗn hợp không khí / nhiên liệu. Thuật ngữ này đề cập đến một kim phun nhiên liệu phun nhiên liệu, nhưng cũng đề cập đến một hệ thống nhiên liệu nhiều phun.

kim phun là gì

Kim phun hoạt động trên bất kỳ loại nhiên liệu nào, nhờ đó nó được sử dụng trên động cơ diesel, xăng và khí đốt. Trong trường hợp thiết bị xăng và khí, hệ thống nhiên liệu của động cơ sẽ giống hệt nhau (nhờ đó có thể lắp đặt thiết bị LPG trên chúng để kết hợp nhiên liệu). Nguyên lý hoạt động của phiên bản động cơ diesel giống hệt nhau, chỉ khác là nó hoạt động dưới áp suất cao.

Injector - lịch sử xuất hiện

Hệ thống phun đầu tiên xuất hiện cùng thời với bộ chế hòa khí. Phiên bản đầu tiên của kim phun là phun một lần. Các kỹ sư ngay lập tức nhận ra rằng nếu có thể đo tốc độ dòng khí đi vào xi lanh, thì có thể tổ chức cung cấp nhiên liệu theo đồng hồ theo áp suất.

Vào thời đó, kim phun chưa được sử dụng rộng rãi, vì khi đó tiến bộ khoa học kỹ thuật chưa đạt đến mức phát triển đến mức những chiếc xe có động cơ phun đã có sẵn cho những người lái xe bình thường.

Đơn giản nhất về thiết kế, cũng như công nghệ đáng tin cậy, là bộ chế hòa khí. Hơn nữa, khi lắp đặt các phiên bản hiện đại hóa hoặc một số thiết bị trên một động cơ, có thể tăng đáng kể hiệu suất của nó, điều này khẳng định sự tham gia của những chiếc xe như vậy trong các cuộc thi xe hơi.

Nhu cầu về kim phun đầu tiên xuất hiện trong động cơ được sử dụng trong ngành hàng không. Do quá tải thường xuyên và nghiêm trọng, nhiên liệu không chảy qua bộ chế hòa khí. Vì lý do này, công nghệ phun nhiên liệu cưỡng bức tiên tiến (kim phun) đã được sử dụng trên máy bay chiến đấu trong Chiến tranh thế giới thứ hai.

lịch sử kim phun

Do kim phun tự tạo ra áp suất cần thiết cho hoạt động của thiết bị, nên máy bay không sợ quá tải trong chuyến bay. Kim phun hàng không ngừng cải tiến khi động cơ piston bắt đầu được thay thế bằng động cơ phản lực.

Trong cùng thời kỳ, các nhà phát triển xe thể thao đã chú ý đến giá trị của kim phun. So với bộ chế hòa khí, kim phun cung cấp cho động cơ nhiều công suất hơn với cùng một thể tích xi-lanh. Dần dần, công nghệ tiên tiến đã chuyển từ thể thao sang giao thông dân dụng.

Trong ngành công nghiệp ô tô, kim phun bắt đầu được giới thiệu ngay sau Chiến tranh thế giới thứ hai. Bosch là công ty đi đầu trong việc phát triển hệ thống phun. Đầu tiên, kim phun cơ khí K-Jetronic xuất hiện, và sau đó phiên bản điện tử của nó xuất hiện - KE-Jetronic. Chính nhờ sự ra đời của thiết bị điện tử mà các kỹ sư đã có thể tăng hiệu suất của hệ thống nhiên liệu.

Cách hoạt động của kim phun

Hệ thống kiểu phun đơn giản nhất bao gồm các yếu tố sau:

  • ECU;
  • Bơm xăng điện;
  • Vòi phun (tùy thuộc vào loại hệ thống, nó có thể là một hoặc nhiều);
  • Cảm biến ga và ga;
  • Kiểm soát áp suất nhiên liệu.

Hệ thống nhiên liệu hoạt động theo sơ đồ sau:

  • Một cảm biến không khí ghi lại thể tích đi vào động cơ;
  • Từ nó, tín hiệu đi đến bộ phận điều khiển. Ngoài thông số này, thiết bị chính nhận thông tin từ các thiết bị khác - cảm biến trục khuỷu, nhiệt độ động cơ và không khí, van tiết lưu, v.v.;
  • Khối phân tích dữ liệu và tính toán với áp suất nào và tại thời điểm nào để cung cấp nhiên liệu vào buồng đốt hoặc ống góp (tùy thuộc vào loại hệ thống);
  • Chu kỳ kết thúc bằng tín hiệu mở kim vòi phun.

Chi tiết hơn về cách hệ thống phun của ô tô hoạt động được mô tả trong video sau:

Hệ thống cung cấp nhiên liệu trên xe phun xăng

Thiết bị phun

Kim phun được phát triển lần đầu tiên vào năm 1951 bởi Bosch. Công nghệ này đã được sử dụng trong Goliath 700 hai thì. Ba năm sau, nó được lắp vào Mercedes 300 SL.

Vì hệ thống nhiên liệu này là một sự tò mò và rất đắt tiền, các nhà sản xuất ô tô đã do dự khi đưa nó vào hệ thống truyền động. Với việc thắt chặt các quy định về môi trường sau cuộc khủng hoảng nhiên liệu toàn cầu, tất cả các thương hiệu đã buộc phải xem xét trang bị cho xe của họ một hệ thống như vậy. Sự phát triển thành công đến mức ngày nay tất cả các xe đều được trang bị một kim phun theo mặc định.

thiết bị kim phun

Bản thân thiết kế của hệ thống và nguyên tắc hoạt động của nó đã được biết đến. Đối với bản thân bộ phun, thiết bị của nó bao gồm các yếu tố sau:

Các loại đầu phun kim phun

Ngoài ra, các vòi phun khác nhau về nguyên tắc phun nhiên liệu. Đây là các thông số chính của chúng.

Vòi phun điện từ

Hầu hết các động cơ xăng chỉ được trang bị kim phun như vậy. Các phần tử này có một van điện từ với một kim và vòi phun. Trong quá trình hoạt động của thiết bị, điện áp được đặt vào cuộn dây nam châm.

kim phun từ tính

Tần số xung được điều khiển bởi khối điều khiển. Khi một dòng điện được đặt vào cuộn dây, một từ trường có cực tính tương ứng được hình thành trong nó, do đó phần ứng van chuyển động và cùng với nó, kim tăng lên. Ngay sau khi lực căng dây quấn biến mất, lò xo sẽ ​​di chuyển kim vào vị trí của nó. Áp suất nhiên liệu cao làm cho cơ cấu khóa trở lại dễ dàng hơn.

Vòi phun điện thủy lực

Loại phun này được sử dụng trong động cơ diesel (bao gồm cả việc sửa đổi đường ray nhiên liệu Common Rail). Máy phun cũng có van điện từ, chỉ có vòi phun có bộ giảm chấn (đầu vào và đầu ra). Với việc khử năng lượng nam châm điện, kim vẫn ở đúng vị trí và được áp suất nhiên liệu ép vào yên xe.

kim phun thủy lực

Khi máy tính gửi tín hiệu đến van tiết lưu, nhiên liệu diesel sẽ đi vào đường nhiên liệu. Áp lực lên piston trở nên ít hơn, nhưng nó không giảm lên kim. Do sự khác biệt này, kim tăng lên và qua lỗ, nhiên liệu diesel đi vào xi lanh dưới áp suất cao.

Vòi phun áp điện

Đây là sự phát triển mới nhất trong lĩnh vực hệ thống phun. Nó chủ yếu được sử dụng trong động cơ diesel. Một trong những lợi thế của sửa đổi này so với lần đầu tiên là nó hoạt động nhanh hơn bốn lần. Ngoài ra, liều lượng trong các thiết bị như vậy là chính xác hơn.

Thiết bị của một vòi phun như vậy cũng bao gồm một van và một kim, nhưng cũng có một phần tử áp điện với một bộ đẩy. Bộ phun sương hoạt động dựa trên nguyên tắc chênh lệch áp suất, như trường hợp của bộ tương tự thủy lực điện. Sự khác biệt duy nhất là tinh thể piezo, nó thay đổi chiều dài khi bị căng thẳng. Khi một xung điện được đặt vào nó, chiều dài của nó trở nên dài hơn.

kim phun điện

Tinh thể tác dụng lên bộ đẩy. Điều này di chuyển van mở. Nhiên liệu đi vào dòng và sự chênh lệch áp suất hình thành, do đó kim sẽ mở ra lỗ phun nhiên liệu diesel.

Các loại hệ thống phun

Các thiết kế đầu tiên của kim phun chỉ có một phần các thành phần điện. Hầu hết thiết kế bao gồm các thành phần cơ khí. Thế hệ hệ thống mới nhất đã được trang bị nhiều phần tử điện tử để đảm bảo động cơ hoạt động ổn định và lượng nhiên liệu chất lượng cao nhất.

Cho đến nay, chỉ có ba hệ thống phun nhiên liệu đã được phát triển:

Hệ thống phun trung tâm (phun một lần)

Trong những chiếc xe hiện đại, một hệ thống như vậy thực tế không được tìm thấy. Nó có một kim phun nhiên liệu duy nhất, được lắp trong ống nạp, giống như bộ chế hòa khí. Trong ống góp, xăng được trộn với không khí và với sự trợ giúp của lực kéo, sẽ đi vào xi lanh tương ứng.

hệ thống kim phun trung tâm

Động cơ chế hòa khí khác với động cơ phun chỉ với một lần phun ở chỗ trong trường hợp thứ hai, nguyên tử hóa cưỡng bức được thực hiện. Điều này chia lô thành nhiều hạt nhỏ hơn. Điều này giúp cải thiện quá trình đốt cháy BTC.

Tuy nhiên, hệ thống này có một nhược điểm đáng kể, đó là lý do tại sao nó nhanh chóng trở nên lỗi thời. Do máy phun được lắp đặt quá xa van nạp nên các xi lanh được nạp đầy không đều. Yếu tố này ảnh hưởng đáng kể đến độ ổn định của động cơ đốt trong.

Hệ thống phun phân tán (đa phun)

Hệ thống phun đa năng nhanh chóng thay thế hệ thống tương tự đã đề cập ở trên. Cho đến thời điểm hiện tại, nó được coi là tối ưu nhất cho động cơ xăng. Trong đó, quá trình phun cũng được thực hiện vào đường ống nạp, chỉ ở đây số lượng kim phun tương ứng với số lượng xi lanh. Chúng được lắp đặt càng gần van nạp càng tốt, nhờ đó buồng của mỗi xi-lanh nhận được hỗn hợp không khí-nhiên liệu với thành phần mong muốn.

kim tiêm

Hệ thống phun phân tán giúp giảm bớt sự “háu ăn” của động cơ mà không làm mất công suất. Ngoài ra, những chiếc máy như vậy phù hợp với các tiêu chuẩn môi trường hơn so với các máy làm bằng bộ chế hòa khí (và những máy được trang bị một lần phun).

Hạn chế duy nhất của các hệ thống như vậy là do sự hiện diện của một số lượng lớn các thiết bị truyền động, việc điều chỉnh và bảo dưỡng hệ thống nhiên liệu rất khó thực hiện trong nhà để xe của chính bạn.

Hệ thống phun trực tiếp

Đây là sự phát triển mới nhất được sử dụng trên động cơ xăng và khí đốt. Đối với động cơ diesel, đây là kiểu phun duy nhất có thể được sử dụng trong chúng.

Trong hệ thống nhiên liệu trực tiếp, mỗi xi lanh có một kim phun riêng, giống như trong hệ thống phân phối. Điểm khác biệt duy nhất là các vòi phun được lắp ngay phía trên buồng đốt của xi lanh. Phun được thực hiện trực tiếp vào khoang làm việc, bỏ qua van.

kim phun hoạt động như thế nào

Việc sửa đổi này cho phép bạn tăng hiệu suất của động cơ, giảm tiêu hao hơn nữa và làm cho động cơ đốt trong thân thiện hơn với môi trường do hỗn hợp nhiên liệu không khí được đốt cháy chất lượng cao. Như trong trường hợp sửa đổi trước, hệ thống này có cấu trúc phức tạp và yêu cầu nhiên liệu chất lượng cao.

Sự khác biệt giữa bộ chế hòa khí và kim phun

Sự khác biệt quan trọng nhất giữa các thiết bị này là trong sơ đồ hình thành MTC và nguyên tắc phục vụ của nó. Như chúng ta đã tìm hiểu, kim phun thực hiện phun nhiên liệu xăng, gas hoặc diesel cưỡng bức và do quá trình phun nhiên liệu hòa trộn tốt hơn với không khí. Trong bộ chế hòa khí, chất lượng của dòng xoáy được tạo ra trong buồng khí đóng một vai trò quan trọng.

Bộ chế hòa khí không tiêu tốn năng lượng do máy phát sinh ra, cũng như không cần đến các thiết bị điện tử phức tạp để vận hành. Tất cả các yếu tố trong nó là cơ học độc quyền và hoạt động trên cơ sở các quy luật vật lý. Kim phun sẽ không hoạt động nếu không có ECU và điện.

Cái nào tốt hơn: bộ chế hòa khí hay kim phun?

Câu trả lời cho câu hỏi này là tương đối. Nếu bạn mua một chiếc ô tô mới, thì không có sự lựa chọn - những chiếc xe sử dụng bộ chế hòa khí đã có trong lịch sử. Trong một đại lý xe hơi, bạn chỉ có thể mua một mô hình phun. Tuy nhiên, vẫn còn rất nhiều xe sử dụng động cơ chế hòa khí trên thị trường thứ cấp và số lượng của chúng sẽ không giảm trong thời gian tới, do các nhà máy vẫn tiếp tục sản xuất phụ tùng thay thế cho chúng.

kim phun trông như thế nào

Khi quyết định chọn loại động cơ, cần xem xét máy sẽ được sử dụng trong điều kiện nào. Nếu chế độ chủ yếu là vùng nông thôn, thị trấn nhỏ thì máy chế hòa khí sẽ làm tốt nhiệm vụ của mình. Ở những khu vực như vậy, có rất ít trạm dịch vụ chất lượng cao có thể sửa chữa kim phun đúng cách, và bộ chế hòa khí có thể tự sửa ngay cả (YouTube sẽ giúp tăng mức độ tự học).

Đối với các thành phố lớn, kim phun sẽ cho phép bạn tiết kiệm rất nhiều (so với bộ chế hòa khí) trong điều kiện kéo và thường xuyên tắc đường. Tuy nhiên, một động cơ như vậy sẽ yêu cầu một loại nhiên liệu nhất định (có trị số octan cao hơn so với loại động cơ đốt trong đơn giản hơn).

Sử dụng hệ thống nhiên liệu xe máy làm ví dụ, video sau đây cho thấy những ưu và nhược điểm của bộ chế hòa khí và kim phun:

Chăm sóc động cơ phun

Bảo dưỡng hệ thống phun nhiên liệu không phải là một thủ tục khó khăn. Điều chính là làm theo các khuyến nghị của nhà sản xuất để bảo trì định kỳ:

Những quy tắc đơn giản này sẽ tránh lãng phí không cần thiết cho việc sửa chữa các phần tử bị lỗi. Còn đối với việc cài đặt chế độ hoạt động của động cơ, chức năng này do khối điều khiển điện tử thực hiện. Chỉ trong trường hợp không có tín hiệu từ một trong các cảm biến trên bảng điều khiển thiết bị thì tín hiệu Check Engine mới sáng.

Ngay cả khi bảo dưỡng đúng cách, đôi khi cần phải làm sạch kim phun nhiên liệu.

Xả kim phun

Các yếu tố sau đây có thể cho thấy sự cần thiết của một thủ tục như vậy:

Về cơ bản, kim phun bị tắc do có lẫn tạp chất trong nhiên liệu. Chúng rất nhỏ nên thấm qua các phần tử lọc của bộ lọc.

đầu phun phun

Có thể súc rửa kim phun bằng hai cách: đưa xe đến trạm dịch vụ và thực hiện quy trình tại quầy, hoặc tự làm bằng hóa chất đặc biệt. Quy trình thứ hai được thực hiện theo trình tự sau:

Cần lưu ý rằng việc làm sạch này không loại bỏ được các tạp chất trong bình xăng. Điều này có nghĩa là nếu nguyên nhân gây tắc nghẽn là nhiên liệu kém chất lượng, thì nó phải được xả hoàn toàn khỏi bình và đổ đầy nhiên liệu sạch.

Quy trình này an toàn như thế nào, hãy xem video:

Các sự cố kim phun thường gặp

Mặc dù kim phun có độ tin cậy cao và hiệu quả của chúng, nhưng các phần tử trong hệ thống càng được làm việc tinh vi thì khả năng hỏng hóc của hệ thống này càng lớn. đó là thực tế, và nó đã không bỏ qua các kim phun.

Dưới đây là những hư hỏng phổ biến nhất đối với hệ thống phun:

Hầu hết các sự cố đều dẫn đến bộ nguồn hoạt động không ổn định. Sự dừng hoàn toàn của nó xảy ra do sự cố của bơm nhiên liệu, tất cả các kim phun cùng một lúc và sự cố của DPKV. Bộ phận điều khiển cố gắng vượt qua các vấn đề còn lại và ổn định hoạt động của động cơ đốt trong (trong trường hợp này, biểu tượng động cơ sẽ phát sáng trên ngăn nắp).

Ưu nhược điểm của kim phun

Những ưu điểm của kim phun bao gồm:

Bên cạnh những ưu điểm, hệ thống này có những nhược điểm không nhỏ khiến những người lái xe có thu nhập khiêm tốn không ưa chuộng chế hòa khí:

Hệ thống phun nhiên liệu đã được chứng minh là khá ổn định và đáng tin cậy. Tuy nhiên, nếu có mong muốn nâng cấp động cơ chế hòa khí của xe thì bạn nên cân nhắc giữa ưu và nhược điểm.

Video về cách hoạt động của kim phun

Dưới đây là một đoạn video ngắn về cách hoạt động của một động cơ hiện đại với hệ thống phun nhiên liệu:

Câu hỏi và trả lời:

Một kim phun trong thuật ngữ đơn giản là gì? Từ tiếng Anh tiêm (tiêm hoặc tiêm). Về cơ bản, nó là một kim phun phun nhiên liệu vào đường ống nạp hoặc trực tiếp vào xi lanh.

Xe tiêm có nghĩa là gì? Đây là loại xe sử dụng hệ thống nhiên liệu với các kim phun phun nhiên liệu xăng / dầu diesel vào xi-lanh động cơ hoặc đường ống nạp.

Kim phun để làm gì trên ô tô? Vì kim phun là một phần của hệ thống nhiên liệu, nên kim phun được thiết kế để phun nhiên liệu trong động cơ một cách cơ học. Nó có thể là động cơ diesel hoặc kim phun xăng.

Một bình luận

Thêm một lời nhận xét